1
METODOLOGI PENELITIAN Lokasi dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April sampai dengan Oktober 2009 di Laboratorium Teknik Teknik Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan adalah : 1. Sampah Organik Rumah Tangga 2. Mata Pisau 3. Pulley 4. V-belt 5. Bantalan 6. Pipa 7. Baut dan Mur 8. Plat Seng 9. Besi plat Adapun alat-alat yang digunakan : 1. Motor Listrik 2. Mesin Las 3. Gergaji Besi 4. Mesin Bor 5. Martil 6. Kunci Inggr is 7. Kalkulator
Universitas Sumatera Utara
2
8. Mistar / Busur Derajat 9. Pulpen/Pensil
Metode Penelitian
Dalam
penelitian
ini,
pengumpulan
data
dilakukan
dengan
cara
pengamatan tentang alat pencacah sampah organik rumah tangga yang telah dirancang sebelumnya,lalu studi literatur (kepustakaan). Kemudian dilakukan perancangan bentuk pisau dan pembuatan/perangkaian komponen-komponen alat pencacah sampah organik rumah tangga. Setelah itu, dilakukan pengujian alat, dan pengamatan parameter. Penelitian ini menggunakan metode perancangan percobaan rancangan acak lengkap (RAL) non faktorial, dengan tiga perlakuan sebagai berikut : A = θ1 = 00 B = θ2 = 50 C = θ3 = 100 Dengan (θ) adalah besar sudut kemiringan. Pelaksanaan Penelitian Komponen Alat
Alat pencacah sampah organik rumah tangga ini mempunyai beberapa bagian penting, yaitu : 1. Kerangka Alat Kerangka alat ini berfungsi sebagai pendukung komponen lainnya, yang terbuat dari besi plat. Alat ini mempunyai panjang 90 cm, tinggi 100 cm, dan lebar 80 cm.
Universitas Sumatera Utara
3
2. Motor Listrik Motor listrik adalah sumber penggerak untuk menggerakkan setiap komponen alat pencacah sampah organik . Pada alat ini digunakan motor listrik jenis AC satu fasa dengan spesifikasi 1 HP dan kecepatan putaran sebesar 1430 rpm. 3. Poros Poros yang digunakan adalah poros transmisi,dimana daya biasanya ditransmisikan melalui kopling, puli sabuk, roda gigi,dll. Terletak ditengah yang terbuat dari besi As padat dengan diameter 1”. 4. Mata Pisau Mata pisau terletak di tengah poros, sebanyak 12 mata pisau, dengan ukuran panjang sekitar 10 cm, lebar 2,5cm, dan tebal 0,5 mm. 5. Bearing / bantalan Berfungsi sebagai penumpu poros terletak di kerangka alat, dengan tipe bantalan luncur, karena akan terjadi gesekan antara poros dan bantalan, karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas, berbentuk silinder. 6. Pulley Pulley pada alat ini berfungsi sebagai pereduksi putaran yang dikehendaki. Pulley yang digunakan pada alat ini adalah pulley jenis alur V (V-belt ), pulley berdiameter 3”terdapat pada motor listrik dan pulley berdiameter 4” terdapat pada poros. 7. Sabuk (V-belt )
Universitas Sumatera Utara
4
Sabuk merupakan alat transmisi pemindah daya/putaran dengan Tipe A berbentuk trapesium dengan panjang sisi terpanjang 12,5 mm dan tinggi 9 mm yang ditempatkan pada pulley. 8. Saluran Pemasukan Sampah Utuh ( Hopper ) Berfungsi sebagai tempat masuknya sampah organik yang akan dicaca h. 9. Saluran Pengeluaran Sampah Yang Sudah Tercacah Berfungsi sebagai saluran pengeluaran sampah yang sudah tercacah.
Prosedur Penelitian
1. Persiapan Penelitian a. Persiapan Bahan Bahan yang akan dicacah merupakan sampah organik rumah tangga, berupa sisa sayuran,buah,dan lain-lain yang direncanakan akan diperoleh dari pasar, rumah makan serta tempat lain yang menyediakannya. b. Persiapan Alat Sebelum dilaksanakan pengujian alat, pisau terlebih dahulu akan didesain dengan kemiringan tertentu. Kemudian dilakuka n persiapan peralatan dan bahan yang diperlukan dalam pembuatan alat. Setelah itu dilaksanakan pembuatan mata pisau, dilanjutkan dengan perakitan alat. 2. Pembuatan Alat Adapun langkah-langkah pembuatan alat pencacah sampah organik rumah tangga adalah : 1. Perancangan gambar alat dan mata pisau. 2. Pengukuran bahan sesuai dengan gambar rancangan.
Universitas Sumatera Utara
5
3. Pemotongan bahan sesuai dengan gambar rancangan. 4. Pemotongan plat untuk mata pisau dan penajaman mata pisau. 5. Pengelasan bahan sesuai dengan gambar rancangan alat. 6. Perakitan bahan sesuai dengan gambar rancangan alat. 7.Pemasangan elektromotor, pemasangan bearing, pemasangan pulley, pemasangan poros. 3. Pengujian Alat Adapun langkah proses pengujian alat pencacah sampah organik rumah tangga adalah : 1. Sampah organik ditimbang sebanyak 10 Kg. 2. Alat pencacah sampah organik dihidupkan 3. Sampah organik yang akan dicacah dimasukkan ke dalam saluran pemasukan. 4. Dicatat waktu yang dibutuhkan untuk mencacah sampah organik. 5. Dihitung kapasitas alat perjam, bahan yang tertinggal di dalam alat,serta dilihat keseragaman cacahan. 6. Perlakuan tersebut diulangi sebanyak 3 kali ulangan pada tiap kemiringan pisau yang diuji.
Parameter yang diamati
1. Kapasitas alat (Kg/jam) Pengukuran kapasitas alat dilakukan dengan membagi berat total sampah organik yang dicacah terhadap waktu yang dibutuhkan untuk mencacah sampah organik.
Universitas Sumatera Utara
6
W K = t ( Kg / jam)..........................................(1) Dengan :
K
= Kapasitas alat ( Kg/jam )
W
= Berat total sampah organik yang dicacah ( Kg )
t
= Waktu yang dibutuhkan dalam pencacahan ( jam )
2. Persentase sampah yang tertinggal di dalam alat (%) Persentase bahan yang tertinggal di dalam alat dihitung dengan membagikan berat bahan yang tertinggal di dalam alat terhadap total berat bahan yang dicacah. Wt Pt = W x100%.................................................(2) Dengan :
Pt
= Persentase sampah yang tertinggal dalam alat (%)
Wt
= Berat sampah organik yang tertinggal ( Kg )
W
= Berat total sampah organik yang dicacah ( Kg ).
3. Keseragaman cacahan Penentuan keseragaman cacahan dilihat secara visual, dengan range hasil cacahan antara 0 – 5 cm.
Universitas Sumatera Utara
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian yang dilakuka n, dapat ditarik kesimpulan bahwa kemiringan pisau memberi pengaruh berbeda nyata maupun sangat nyata terhadap kapasitas alat, sampah yang tertinggal di dalam alat, dan sampah yang tidak tercacah sempurna. Hal ini dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini. Tabel 1. Data pengamatan hasil penelitian
Sudut kemiringan (θ)
Kapasitas efektif alat (kg/jam )
Sampah yang tertinggal di dalam alat (%) 8,76
0
A
(θ1 =
0)
110,4
B (θ2 = 50) C (θ3 = 100)
Sampah yang tidak tercacah sempurna (%)
125,81 141,77
6,10
4,22 3,11
1,83 0,82
Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa kapasitas kerja rata-rata alat tertinggi diperoleh pada C (100)dan terendah pada
A (00). Persentase rata-rata sampah
yang tertinggal di dalam alat tertinggi diperoleh pada A (0 0) dan terendah diperoleh pada
C (100).
Persentase rata-rata sampah yang tidak tercacah sempurna tertinggi pada A (00) dan
diperoleh
dibandingka n dengan hasil perubahan
yang
Kapasitas sebesar
dan
Universitas Sumatera Utara
Jika
penelitian sebelumnya Ivan Binoni (2008),
ada
terjadi
dari
efekt if
dari
110,4 kg/jam
perlakuan B
terendah diperoleh pada C (100).
mengalami
perlakuan C.
ketiga parameter penelitian
yang diteliti.
sebelumnya
peningkatan Peningkatan
baik
tertinggi
diperoleh pada
8
terdapat pada perlakuan C sebesar 31,77 kg/jam dan terendah terdapat pada perlakuan B sebesar 15,4 kg/jam. Persentase rata-rata sampah yang tertinggal di dalam alat dari penelitian sebelumnya diperoleh sebesar 8,76% mengalami penurunan baik pada perlakuan B, dan perlakuan C. Penurunan tertinggi terdapat pada perlakuan C sebesar 5,65% dan terendah terdapat pada perlakuan B sebesar 4,54%. Persentase rata-rata sampah yang tidak tercacah sempurna dari penelitian sebelumnya diperoleh sebesar 6,10% mengalami penurunan baik pada perlakuan B, dan perlakuan C. Penurunan tertinggi terdapat pada perlakuan C sebesar 5,28% dan terendah terdapat pada perlakuan B sebesar 4,27%.
Kapasitas Kerja Alat
Dari hasil analisis sidik ragam dapat dilihat bahwa kemiringan pisau memberi pengaruh berbeda sangat nyata terhadap kapasitas kerja alat. Hasil pengujian least significant range (LSR) menunjukkan pengaruh kemiringan pisau terhadap kapasitas alat untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 3 di bawah ini. Tabel 2. Uji LSR pengujian kemiringan pisau terha dap kapasitas kerja alat LSR Jarak
0,01
0,05
Notasi
0,01
2
15,2729
23,1300
Perlakuan
Rataan
A
110,40 125,81
B
3 15,8026 24,3218 C Keterangan : pada ya nyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%
141,77 sama
0,05 a b c berbed
Tabel 2 di atas menunjukkan pada taraf 5% memberikan pengaruh berbeda nyata antara satu dengan yang lainnya. Pada taraf 1% perlakuan A berbeda nyata terhadap perlakuan B dan berbeda sangat nyata terhadap perlakuan C. Kapasitas kerja alat yang tertinggi terdapat pada perlakuan C, yaitu sebesar 141,77 kg/jam,
A AB B
9
sedangkan kapasitas rata-rata terendah terdapat pada perlakuan A, yaitu sebesar 110,40 kg/jam. Hubungan kemiringan pisau terhadap kapasitas kerja alat dapat dilihat pada Gambar 1 berikut
Gambar 1 . Hubungan kemiringan dengan kapasitas alat (kg) Dari Gambar 1 di atas menunjukkan bahwa semakin besar kemiringan pisau maka semakin besar pula kapasitas yang dihasilkan. Demikian juga sebaliknya semakin kecil kemiringan alat maka kapasitas kerja alat semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh adanya peningkatan kecepatan aliran sampah pada setiap tingkat kemiringan pisau. Bila dibandingka n dari hasil penelitian sebelumnya yang dilakuka n oleh Jhunedi Oppusunggu (2009), didapatkan penurunan kapasitas alat dari sebelumnya 155,07 kg/jam menjadi 141,77 kg/jam.
Sampah yang Tertinggal di Dalam Alat
Dari hasil analisis sidik ragam secara umum dapat dilihat bahwa kemiringan pisau memberi pengaruh berbeda sangat nyata terhadap sampah yang
10
tertinggal. Hasil pengujian least significant range (LSR) menunjukkan pengaruh kemiringan pisau terhadap sampah yang tertinggal untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini. Tabel 3. Uji LSR pengujian kemiringan terhadap sampa h yang tertingga l LSR Jarak
0,01
0,05
Not asi
0,01
2
0,107
0,16
Perlakuan
Rataan
0,05
A
0,
a
A
B
0,
b
A
3 0,110 0,17 0, c C Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%
Tabel 3 di atas menunjukkan bahwa pada taraf 5% setiap perlakuan memberikan pengaruh berbeda nyata antara satu dengan yang lainnya, sedangkan pada taraf 1% perlakuan A berbeda tidak nyata terhadap perlakuan B dan berbeda sangat nyata dengan perlakuan C . Sampah yang tertinggal tertinggi terdapat pada perlakuan C sebesar 8,76 %, sedangkan sampah yang tertinggal yang paling rendah terdapat pada perlakuan C sebesar 3,11 %. Hubungan kemiringan pisau dengan sampah yang tertinggal dapat dilihat dari Gambar 2 berikut ini.
Gambar 2. Hubungan kemiringan terhadap sampah yang tertinggal (%)
B
11
Dari Gambar 2 di atas menunjukkan bahwa semakin besar kemiringan pisau maka semakin kecil persentase sampah yang tertinggal di dalam alat, demikian juga sebaliknya semakin kecil kemiringan pisau maka persentase sampah yang tertinggal semakin besar. Hal ini disebabkan oleh kemiringan dari pisau yang berfungsi seperti layaknya ulir sehingga mendorong sampah keluar. Dari hasil penelitian sebelumnya yang telah dilakukan oleh saudara Jhunedi Oppusunggu (2009),dan parameter yang sama yaitu jumlah sampah yang tertinggal di dalam alat, dengan pengujian kemiringan alat, didapatkan bahwa jumlah sampah yang tertinggal pada penelitian ini menunjukkan hasil yang hampir sama dari penelitian sebelumnya. Dimana pada penelitian sebelumnya didapatkan jumlah sampah yang tertinggal paling sedikit adala h pada kemiringan 0
alat 15 yaitu sebesar 3 %, sedangkan pada penelitian ini didapatkan sebesar 3,11 % pada kemiringan pisau 10 0.
Sampah yang Tidak Tercacah Sempurna
Dari hasil sidik ragam dapat dilihat bahwa kemiringan memberi pengaruh berbeda nyata terhadap sampah yang tidak tercacah. Hasil pengujian least significant range (LSR) menunjukkan pengaruh kemiringan terhadap sampah yang tidak tercacah untuk tiap-tiap perlakuan dapat dilihat pada Tabel 5 ini. Tabel 4. Uji LSR pengujian kemiringan terhadap s ampah yang tidak tercacah LSR Jarak
0,01
0,05
Not asi
0,01
2
0,498
0,75
Perlakuan
Rataan
0,05
A
0,
a
A
B
0,
a
A
3 0,515 0,79 0, b C Keterangan : Notasi yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyata pada taraf 5% dan berbeda sangat nyata pada taraf 1%
A
12
Tabel 4 di atas menunjukkan pada taraf 5% perlakuan A berbeda tidak nyata terhadap perlakuan B dan berbeda nyata terhadap perlakuan C. Pada taraf 1% setiap perlakuan berbeda tidak nyata satu sama lain. Sampah yang tidak tercacah sempurna terbesar terdapat pada perlakuan A sebesar 6,10 % sedangkan yang paling rendah terdapat pada perlakuan C sebesar 0,82 %. Hubungan kemiringan pisau dengan sampah yang tidak tercacah dapat dilihat pada Gambar 3 berikut :
Gambar 3. Hubungan kemiringan terhadap sampah yang tidak tercacah (%)
Dari Gambar 3 di atas menunjukkan bahwa semakin besar kemiringan pisau maka semakin kecil persentase sampah yang tidak tercacah sempurna, demikian sebaliknya semakin
juga
kecil kemiringan pisau maka persentase sampah yang tidak
tercacah sempurna semakin besar. Hal ini disebabkan karena semua sampah yang masuk kedalam alat merata terpotong pisau pencacah.
Bila dibandingkan dengan penelitian saudara Jhunedi Oppusunggu (2009), dari hasil penelitian ini didapatkan penurunan hasil yang cukup signifikan untuk
13
jumlah sampah yang tidak tercacah sempurna, dari sebelumnya 1,77 % menjadi 0,82 %.
Keseragaman Hasil Cacahan
Dari hasil penelitian diperoleh persentase sampah yang tidak tercacah sempurna relatif kecil, maka dapat disimpulkan bahwa hasil cacahan yang dihasilkan dari alat pencacah ini adalah seragam. Dimensi dari alat ini adalah: 1. P x L x T (cm) = 90 x 50 x 110 2. Daya Elektromotor = 1 HP = 1440 rpm, jenis satu fasa. 3. Kapasitas tertinggi dari penelitian = 141,77 kg/jam 4. Jumlah pisau 36 buah.
14
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan
1.
Kapasitas rata-rata kerja alat tertinggi terdapat pada sudut kemiringan C yaitu sebesar 141,77 kg/jam sedangkan kapasitas rata-rata kerja alat terendah terdapat pada sudut kemiringan A yaitu sebesar 125,81 kg/jam.
2.
Persentase rata-rata sampah yang tertinggal di dalam alat tertinggi terdapat pada sudut kemiringan A yaitu sebesar 8,76 % sedangkan yang terendah terdapat pada sudut kemiringan C sebesar 3,11 %.
3.
Persentase rata-rata sampah yang tidak tercacah sempurna tertinggi terdapat pada sudut kemiringan A yaitu sebesar 6,10 % sedangkan terendah terdapat pada sudut kemiringan C sebesar 0,82 %.
4.
Semakin besar kemiringan pisau maka kapasitas kerja alat semakin besar, persentase sampah tertinggal semakin kecil, persentase sampah tidak tercacah sempurna semakin kecil, demikian sebaliknya semakin kecil kemiringan maka
alat
kapasitas kerja alat semakin kecil, persentase sampah tertinggal semakin
besar, persentase sampah yang tidak tercacah semakin besar. 0
5. Dari hasil penelitian didapatkan kemiringan pisau 10
adalah kemiringan
pisau yang paling optimal karena kapasitas yang dihasilkan besar, sampah yang tertinggal lebih sedikit, dan sampah yang tidak ter cacah sempurna juga lebih sedikit. 6. Kapasitas hopper dari alat adalah sebesar 2,53 Kg.
15
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menguji kemiringan pisau serta penambahan ulir agar hasil lebih maksimal lagi. 2. Perlu dilakukan modifikasi alat untuk mengifesiensikan kerja alat
16
DAFTAR PUSTAKA
Astuti,I. A., 2008. Mesin Pencacah Sampah. http://www.JawaPos.com. [ 20 Agustus 2008 ]. Daryanto, 1993. Dasar-Dasar Teknik Mesin. Rineka Cipta, Jakarta. Daryanto, 2002. Pengetahuan Listrik. Bumi Aksara, Jakarta. Ginting, P., 2004. Mengelola Hidup.http://www.walhi.or.id. [28 Agustus 2008].
Sampah,
Mengelola
Gaya
Indriani, Y. H., 2001. Membuat Kompos Secara Kilat. Penebar Swadaya, Jakarta. Lintauditomo, 2007. Mengolah Sampah Rumah http://www.lintaud itomo.muliply.com. [19 Nopember 2008].
Tangga.
Murbandono, L., 2000. Membuat Kompos. Penebar Swadaya, Jakarta. Pratomo, M. dan K. Irwanto, 1983. Alat dan Mesin Pertanian. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta. Republika, 2008. Si Penyulap Sampah Yang Ramah .http://www.Republika.com. [28 Januari 2008] Sastrawijaya, A. T., 1991. Pencemaran Lingkungan. Rineka Cipta, Jakarta. Sastrawijaya, A. T., 2000. Pencemaran Lingkungan. Rineka Cipta, Jakarta. Smith, H. P., and L.H. Wilkes, 1990. Mesin dan Peralatan Usaha Tani. Terjemahan T. Purwadi. UGM Presss, Yogyakarta. Sofian, 2006. Sukses Membuat Kompos Dari Sampah. AgroMedia Pustaka, Jakarta. Stolk, J. and C. Kros, 1981. Elemen Mesin, Elemen Konstruksi Bangunan Mesin. Terjemahan H. Hendarsin dan A. Rahman. Erlangga, Jakarta. Sudradjat, H.R., 2006. Mengelola Sampah Kota: Solusi Mengatasi Masalah Sampah Kota dengan Manajemen Terpadu dan Mengelolanya Mejadi Energi Listrik dan Kompos. Penebar Swadaya, Jakarta. Sularso dan Suga, K., 1991. Dasar-dasar Perecanaan dan Pemilihan Elemen Mesin. Pradnya Phramita, Yakarta.
17
Suastawa,I.N.,A. Setiawan, Prima. S.,2003. Torsi Pemotongan dan Efek Hembusan dari Model Pisau Miring untuk Mesin Pemotong Rumput Tipe Rotari. Buletin Keteknikan Pertanian IPB, IPB Press, Bogor. Sutanto, R., 2002. Penerapan Pertanian Organik. Kanisius, Yogyakarta. Sutejo, M.M., 2002. Pupuk Dan Cara Pemupukan. Rineka Cipta, Jakarta Tejoyuwono, N., 1998. Tanah dan Lingkungan. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depaartemen Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta. Tim Penulis, 2008. Penanganan dan Pengolahan Sampah. Penebar Swadaya, Jakarta. Wardhana, W. A., 2001. Dampak Pencemaran Lingkungan. Andi Yogyakarta, Yogyakarta. Yuwono, D., 2006. Kompos. Penebar Swadaya. Jakarta.
